PBJ|福建农林大学王宗华研究课题组题揭示了水稻代谢物月桂素3-O-纤维二糖甙能防治稻瘟病

稻瘟病造成的产量损失每年可养活约6000万人。稻瘟霉是引起稻瘟病的真菌,在全球水稻产区普遍存在。除了水稻之外,稻瘟病菌可以感染小麦、大麦、小米、高粱、黑麦和其他栽培的以及非栽培的禾本科植物,因此被认为是最重要的植物病原体之一。

 

稻瘟病菌通过产生无性孢子来引发感染,在有利的条件下,孢子繁殖体发芽并产生短的菌丝状结构,其随后分化成称为附着胞的球状感染结构。附着胞进一步分化为坚硬和坚固的穿透结构,其被稻瘟病病原体接合以物理性地破坏易感宿主植物的表皮,从而成功入侵、定殖宿主细胞并表现出稻瘟病症状。

 

另一方面,植物拥有两种先天防御系统,即模式触发免疫(PTI)和效应子触发免疫(ETI)PTI介导的免疫反应通常涉及防御激素的快速积累,包括脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)、茉莉酸(JA)和其他次生代谢物,以增强植物对入侵病原体的免疫力。相反,ETI被细胞内定位的核苷酸结合、富含亮氨酸的重复蛋白(NLRs)受体对病原体效应蛋白的识别所激活。

 

20201011 日,国际学术期刊Plant Biotechnology Journal 在线报道了福建农林大学王宗华研究课题组题为“Bayogenin 3Ocellobioside confers non cultivarspecific defense against the rice blast fungus Pyricularia oryzae  的研究论文,首次报道了水稻代谢物月桂素3-O-纤维二糖苷能防治稻瘟病。

本研究结果显示,不同水稻品种之间固有的代谢物差异与其不同的形态和生理特征有关。然而,很少有人知道不同水稻品种之间病原体诱导的代谢物差异以及对抗性或易感性性状的潜在影响。除了月桂素3-O-纤维二糖苷,我们还发现了其他以前报道过的防御相关代谢产物,如脱落酸葡萄糖苷酯是在抗稻瘟病菌的水稻品种中产生的。因此,在感染前和感染期间,抗性水稻品种比感病水稻品种具有代谢组学优势。总的来说,我们第一次报道了不同的水稻品种产生一种新的皂苷(月桂素3-O-纤维二糖苷),该皂苷在稻瘟病感染时具有抗稻瘟病的特性。我们提出β-香树脂醇合成酶和UDP-GTs支持水稻中皂苷的生物合成。我们的研究为宿主植物中病原体介导的代谢组重编程及其对抗性或易感性的影响提供了见解。月桂素 3-O-纤维二糖苷水平与稻瘟病抗性之间的相关性表明,在谷类作物中表达工程皂苷是一种有吸引力的可持续疾病控制策略。

月桂素3‑O‑纤维二糖甙对稻瘟菌分生孢子萌发和附着胞形成的抑制作用

综上所述,该研究为病原菌介导的寄主植物代谢重新编程及其对抗性或敏感性的影响提供了新见解。月桂素3-O-纤维二糖苷水平与抗稻瘟病性之间的相关性表明,在谷类作物中表达工程皂苷代表了有吸引力的和可持续的疾病控制管理。

 

文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/pbi.13488

参考文献;

1Abbruscato, P., Tosi, S., Crispino, L., Biazzi, E., Menin, B., Picco, A.M., Pecetti, L., Avato, P. and Tava, A. (2014) Triterpenoid glycosides from medicago sativa as antifungal agents against Pyricularia oryzae. Journal of agricultural and food chemistry 62, 11030-11036.

2Abuyusuf, M., Robin, A., Lee, J.-H., Jung, H.-J., Kim, H.-T., Park, J.-I. and Nou, I.-S. (2018) Glucosinolate Profiling and Expression Analysis of Glucosinolate Biosynthesis Genes Differentiate White MoldResistant and Susceptible Cabbage Lines. International journal of molecular sciences 19, 4037.

3Akatsuka, T., Kodama, O., Sekido, H., Kono, Y. and Takeuchi, S. (1985) Novel Phytoalexins (Oryzalexins A, B and C) Isolated from Rice Blast Leaves Infected with Pyricularia oryzae. Part I: Isolation, Characterization and Biological Activities of Oryzalexins Part II: Structural Studies of Oryzalexins. Agricultural and biological chemistry 49, 1689-1701.

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PBJ|福建农林大学王宗华研究课题组题揭示了水稻代谢物月桂素3-O-纤维二糖甙能防治稻瘟病
2020年10月11 日,国际学术期刊Plant Biotechnology Journal 在线报道了福建农林大学王宗华研究课题组题为“Bayogenin 3‐O‐cellobioside confers non cultivar‐specific defense against the rice blast fungus Pyricularia oryzae ” 的研究论文,首次报道了水稻代谢
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